关键词：地质勘察测绘；GPS-RTK测绘技术；应用研究
引言
近年来，经济的迅速发展使我国对各种控制测量的需求不断增加，人们对快速高精度位置信息也渴求日甚，而科学技术的更新与进步为解决这些需求提供了条件。GPS-RTK技术是当前应用最广泛的高精度定位技术。该技术通过差分法筛选出流动站观测数据中的大部分误差，从而实现高精度的定位。将GPS-RTK技术应用到地质勘察测绘及地形图绘制中，能够有效提高测量的精准度与工作效率。地质勘察测绘工作的开展主要是建立在地球学科理论和自然科学理论知识基础之上的，通过相关技术对地质结构以及矿产资源进行勘察以及研究的活动。由于所面临的地形异常复杂，因此，地质工程勘察测绘领域涉及到的范围极其广泛，除了要掌握专业知识与相关技术之外，还必须熟练运用地理知识、数学计算以及计算机技术操作等，结合众多技术才能够确保勘察测绘结果的准确性。而GPS-ＲTK技术作为地质勘察测绘工作当中的重要技术，能够有效提升勘察测绘工作的效率，对地质勘察测绘领域的发展有着极为重要的意义。
1GPS控制网系统的构建思路
（1）GPS控制网系统的布网控制原则。GPS全球定位系统技术如果想要应用于地质工程勘察测绘中去，首先应当存在于GPS全球定位系统中。在进行指向对象地质工程勘察测绘作业区域的控制网络以及地质工程勘察测绘技术状况的建构过程中，如果进行实际的测绘工作，要对地形图的比例进行缩小处理，还要依据已完工的部分形成控制网络，进而规划出相应的勘探活动区域。此外，一旦GPS技术应用于地形勘探，通过分层网络布局，可以实现对GPS测量数据的处理以及对测量结果的检查。（2）关于GPS控制网系统的测量精度要求。要想开展全球GPS定位系统以及GPS控制网系统，就必须结合实际的地质工程勘察测绘情况，及时的做好技术参数的检测、分析以及后续处理工作。此外，对于区域性控制网络系统的测量功能组件还要进行精密的测量确认，使得具体运行的控制网络系统能够保持最佳状态，并符合GPS全球定位系统的规范。
2GPS—ＲTK技术基本原理及工作流程概述
GPS—ＲTK技术主要有移动站接收机、基准站以及数据传输控制器构成，其中移动站和基准站是此项技术构成的基本模块，主要是由接收机、无线通信系统、连接电源、天线四个基本模块构成。GPS—ＲTK是一种测量技术，此项测量技术能够全面补充传统测量方法中欠缺的部分，提高测量精度，实现厘米级的精度，能够简化测量工作基本操作，全面提升测量工作效率。GPS—ＲTK在全球定位系统相位原理基础上实现实时动态差分析，通过GPS—ＲTK获取各项测绘信息数据，将其传输到用户中，经过全面计算之后，基准站接收机会收到信息，将其再传输到流动站，能够更好地促进信息数据之间的交流处理。GPS—ＲTK技术在实际应用过程中具体工作流程分为三步:首先，需要对测绘区域基本信息以及工作环境信息进行获取。其次，是确定各个坐标之间的转换参数。当前GPS—ＲTK技术实际应用的是WGS84坐标系，与野外测绘工作中实际应用的地理坐标系之间存在一定差距。在不同坐标系基础上要想获取相应数值，需要全面实现坐标数据参数的有效转化，便于图层之间有序叠加。最后，是设立测站点。为了更好地对计算参数值进行转换，确定精确坐标之后能够实时地提供测站点坐标系中的三维坐标，实际精度值较高。
3GPS-RTK技术的优势与局限性分析
3.1优势分析
1、GPS-RTK技术作业效率高。通过对地质勘察测绘工作中使用GPS-RTK技术情况进行调查，发现该技术的应用使得工作效率大幅度提升，同时降低了各项成本费用。因为GPS-RTK技术在使用时只需一人对其进行操作，且在单次工作中就可直接完成4公里范围的勘察工作，同时勘察数据准确度极高，无需进行多次重复测量。提高了整个勘察工作的效率，节省了大量人力物力。2、GPS-RTK技术计算精确度高。使用GPS-RTK技术进行测绘时，可以在不浪费时间、人员、资金的情况下就获得厘米级精确数据，不再需要技术人员对采集数据进行分析计算。GPS-RTK技术已经被证实数据精度符合测绘要求，能够大幅度减少技术人员的工作量。同时，精确、可靠度较强的数据保存后，还能够为未来的研究工作提供精确可靠的数据支持，使研究结果更具科学性。3、GPS-RTK技术对现场环境要求低。地质勘察测绘工作容易受到外界客观因素影响，但GPS-RTK技术对外界环境要求较低，因为GPS-RTK技术在工作时，主要利用电磁波完成测绘工作，对光学通视无太多具体要求，外界光条件只需达到电磁波通视要求即可。4、GPS-RTK技术测绘功能强大。通过对GPS-RTK技术进行分析，发现仅RTK技术的作业集成化，就已经达到了较高的自动化应用。但为了实现地质勘察测绘工作的全自动化，还需要对其进行深入研究，将现代化信息技术融入到地质勘察测绘工作中去。全自动的地质勘察测绘工作，能够减少人工操作产生的数据误差，帮助提高地质勘察测绘工作质量及效率。
3.2局限性分析
1、测量距离有限。RTK技术在地质勘察测绘时的最大问题是各个站点之间的有效数据处理距离较短。GPS误差的空间相关性会随着基准站和流动站距离的增加而逐渐失去线性。当测量距离超过一定限度时，差分处理后的用户数据会含有较大的测量误差，导致定位精度无法达到预期值。2、基站选取要求高。GPS-RTK技术对于基准站的选取有较高的要求。基准站需要选在测量区域的中央，最好是地势偏高的地方，旁边不能有大面积的水面或高大、密集的树林或者建筑物群，否则会对卫星的观测起到物理遮蔽效果。3、抗干扰能力较弱。测量区域内不能有强磁场干扰。GPS信号极易受到强磁场干扰，使用RTK技术进行控制测量时，需避开强磁场活动区域。各种信号线和电源线不能卷起来，否则会因为涡流产生人工磁场，对GPS信号造成影响。通过对GPS-RTK技术的优势与局限性分析得出，其在地质勘察测绘工作应用中优势要远远大于劣势，因此，将GPS-RTK技术应用到地质勘察测绘工作中是一种切实可行的方法。
4技术应用措施分析
4.1放样测量
在地质勘察测绘工作进行前，要对相应的工程点进行预设，在这个过程中，便包括了勘察网、槽探、钻探等多个方面的内容。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆且大多数的地质勘察测绘工作都是在环境较为恶劣的情况下进行，如地形复杂、区域面积较大、交通困难的山地区域，由于自然条件有限，为地质勘察测绘工作增加了一定的难度，使得传统的测绘技术以及方法是无法正常进行的，且由于外界影响因素较多，无法保障数据的准确度，采用GPS-ＲTK技术在很大程度上，能够有效简化勘察测绘工作，降低实际工作当中的难度，且GPS-ＲTK技术功能全面，其中电磁波通视功能可以满足在复杂恶劣的环境下进行勘察测绘工作，使得工程点的更加的便捷和精准。
4.2对测量与工程点合理布置
在地质勘探工程实际测绘过程中，控制测量具有重要作用。GPS—ＲTK技术自身精确度较高，随着地质勘探事业的发展，传统测量技术逐步被取代。传统测量二级控制网的平均边长为250m，属于较为基础的控制网。通过GPS—ＲTK技术应用之后，控制网边长能够有效拓展到500m。随着控制网边长的持续扩大，GPS定位的精确性更高。所以当前技术人员需要结合测绘项目实际发展情况采用较为先进的定位模式。如果测绘工作环境较差，可以选用快速静态和动态定位。如果测绘工作环境良好，可以选用静态定位。由于本文所提案例实际测绘环境较差，所以需要选取地势较为平坦的区域应用静态测量模式。通过GPS的定位作用，在测绘场地中可以布设95个控制点，其中静态控制点布设27个，动态控制点为68个。针对工程点的有效布设，技术人员首先需要对定点进行测量，可以应用水准仪和全站仪进行。需要结合测绘环境实情况布设不同的控制点，对测量场地中各项杂物和障碍物进行清理。GPS—ＲTK技术应用在降低技术人员工作量的同时，能够全面降低测绘工程费用成本，并且对工程点进行准确布置。技术人员设置工程点之前，需要对布点路线进行设计，可以将工程点各项坐标值录入到定位系统中。由于GPS—ＲTK技术自身具有良好的放样功能，能够精确帮助技术人员测量出工程点，再结合相关公式获取点位基本误差，判断误差出现的合理性。根据相关资料数据显示，当前GPS—ＲTK技术实际应用，平面测量误差和实际定位误差都小于5cm。
4.3野外施测中选点方面的应用
在现代建设工程施工作业计划实施前，若能将地质工程勘察测绘作业落到实处，则有利于工程施工计划的安全实施，降低建设工程施工风险。在此期间，为了保持良好的野外施测工况，确保工程勘察测绘工作的顺利开展，则需要加强GPS技术使用，实现野外施测中的有效选点。具体表现为：（1）地质工程勘察测绘中为了避免其在野外选点方面的工作事务，确定最佳的选点位置，则需要在GPS技术的支持下，合理开展野外施测中的选点工作，减少选点过程中环境因素的影响；（2）在野外施测中进行有效选点时，借助GPS技术的应用优势，有利于减少多经效应所造成的影响。实践中需要测绘人员在选点过程中设置好大功率无线发射源，实现对电磁干扰的有效应对，优化野外施测中的选点方式；（3）若地质工程勘察测绘区域缺乏大比例尺地形图，则需要测绘人员通过对GPS技术的合理使用，在勘察测绘区域设置好控制网，且在分级布设方式的大力支持下，实现控制网的科学设置，使得地质工程勘察测绘中的边缘误差得以减少，并为其野外施测中选点工作的落实提供所需的参考信息。同时，基于GPS技术的地质工程勘察测绘中首级控制网的合理设置，有利于满足GPS测量规范要求，使得其测量水平能够保持在更高的层面上，并增强野外施测中的选点合理性。实践中通过对这些不同举措的配合使用，有利于拓宽地质工程勘察测绘中野外施测选点方面的工作思路，使得GPS技术的实际应用范围得以不断扩大。
4.4?GPS技术数据处理
GPS技术在对各种数据进行处理的过程中能够处理各种情况，无论是海量的数据还是复杂的数据都能够通过自动化的处理以及多样化的方式形成最好的工作效率，这也是当前GPS技术处理数据中的一个重大优势。从GPS技术对数据进行处理的过程来看，将原始卫星的数据观测再到最终的定位能够通过GPS基线向量解算、基线向量网平差计算两个阶段来完成，对数据进行全过程也就是采集、传递、处理、解算以及计算等流程实现过程处理，将合理软件放置在计算机系统中，能够对各种数据归类处理，将一些无效的数据剔除出去，然后通过预测值对实际工作开展计算，最终得到的数据将更加准确，实际工作中数据的处理过程通过GPS技术实现还能够对其进行检测、检查以及分选等，另外根据网络中的数据调整以及计算能够对地面网络坐标进行转换，将准确的图形绘制出来。
4.5自动化、集成化程度高，功能强大
采用GPS-RTK技术进行测绘作业，其适用范围是非常广泛的，几乎所有的地质勘查测绘工作都可以采用该技术进行测绘作业，且这种测绘技术在完成基础的测绘操作后，系统软件可以制动分析处理，无须人工操作就可以自动完成所有设定的测绘工作，测绘功能非常强大，且辅助测量工作非常少，集成化程度高，最大限度的保证了测绘工作的精准度。GPS-RTK技术在应用中的操作是非常简单的，且只需要做好一定的简单设置，就能够边行走变测绘，或者也可以坐标放样，所测得的数据会自动输入系统中，进行存储和处理，再经过自动转换输出测绘所需的数据结果。极大的方便了其与计算机的数据传输。
4.6地质勘察测绘
确定挖沟端点后采用地质人员用的计量原则进行勘察测绘。严格按照测绘程序完成第一次测绘、第二次测绘、第三次测绘流程。将勘察设计坐标中确定的2个控制点作为图根点，同时，建立总台用于指挥和控制具体的勘察测绘工作。
5GPS-RTK技术在地质勘查测绘应用中的案例分析
（1）工程基本情况分析。现计划采用GPS-RTK技术对一区域进行地质勘查测绘工作。勘查区域的实际条件为：丘陵地段，海拔高度最高为300米，最低海拔高度为50米，勘测区域的整体面积在4.5平方公里左右。并且该区域交通十分方便，年平均气温十八摄氏度，年平均降水1188毫米。（2）控制点测量。该项目周边有4个已知的GPS控制点，分别为A001、A002、A003以及XTL-1。我们选择其中的A003为基准站，具体原因在上述文章已经做了详细论述。选取WGS-84坐标系，对四个控制点进行坐标位置转换工作。（3）完成其他数据的测量工作。除了控制点的选取之外，我们还要完成其他数据的测量工作。这其中主要包括地址点以及槽深端点的测量工作，这类测量工作的测试点通常是由相关地质勘查测绘工作人员随机选取并测量，这样可以保证数据的随机性（4）检测作业精度。在地质勘查测绘工作过程中我们要一定要保证检测作业的精度，主要可以通过以下几种方式来达到这一目的。首先我们可以针对一个坐标位置进行多次测量工作，然后进行数据分析从而检测作业精度。
结语
实践中若能重视基于GPS-RTK技术的地质工程勘察测绘作业模式使用，不仅有利于实现观测值的实时处理，也能满足测站坐标的实时处理，使得最终得到的定位结果更加准确。在具体的操作过程中，通过对GPS-RTK技术的合理使用，可以使地质工程勘察测绘中无需通视即可提高其定位精度，且能采集相应的地质测绘信息数据，优化实践过程中的作业方法，使得地质工程勘察测绘中的问题发生率得以下降。同时，需要测绘人员能够提升对GPS-RTK技术的整体认知水平，并在地质工程勘察测绘中规范使用这种技术，促使其勘察测绘方式运用更具科学性，并得到高精度、准确性良好的勘察成果，满足相关生产计划实施要求，并促进我国地质工程发展。随着GPS-RTK技术的出现，地质勘查工作发生了翻天覆地的变化。而技术的介入，使得测量工作人员能够摆脱传统方式的光学透视因素，不再受项目地理位置和环境因素的限制，从根本上提升了测绘工作的工作效率。另外，采用GPS-RTK技术，实现了实时厘米级高精度测量，对于传统的测量方式相比而言，在技术方面有了显著的提升，使得相关数据在后期应用时有一定的可靠度，使得地质勘查技术应用有了较高的发展水平。
论文作者:刘强
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第24期
论文发表时间:2020/4/14
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